2012 yılında uzun zamandır aranan Higgs bozonuyla ünlü olan dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı, kısa bir süre sonra ilk çalışmasının enerjisini neredeyse iki katına çıkaracaktır.
İyileştirmeler için iki yıllık bir aradan sonra, İsviçre'deki Nükleer Araştırma (CERN) Avrupa Organizasyonu'ndaki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), Mayıs ayında 13 teraelektron volt (TeV) enerjisinde parçacık çarpışmaları üretebilecek. CERN yetkilileri, önceki operasyonlardaki 8-TeV çarpışmalarıyla kıyaslandığında, bugün (12 Mart) bir basın toplantısında söyledi.
Bu yüksek enerjili çarpışmalara bakarak, araştırmacılar, parçacık fiziğinin Standart Modeli'nin ötesinde, temel parçacıkları ve nasıl etkileştiklerini tanımlayan hüküm süren teorinin ötesine geçmeyi umuyorlar. Araştırmacılar, diğer Higgs bozonlarını bulmayı ya da karanlık madde üretmeyi, evrendeki toplam maddenin yaklaşık yüzde 85'ini oluşturan gizemli maddeyi içerebilir. [Higgs'in Ötesinde: Evrende Keşfedilebilecek 5 Elüsyon Parçacıkları]
ATLAS'ın sözcüsü David Charlton, “Tekrar keşfedilmemiş topraklara doğru gidiyoruz” dedi. Temmuz 2012'de, tüm parçacıkları vermeyi düşündüğü bir parçacık olan Higgs bozonunun özelliklerini taşıyan bir parçacığın kanıtını gösteren iki LHC deneyinden biri. onların kütlesi.
LHC, parçacık hızını ışık hızına yakın hızlandıran 17 mil uzunluğunda (27 kilometre) süperiletken mıknatıslardan oluşur. LHC iki ışın protonu üretir ve bunları makinenin dört yerinde çarpışır. Mıknatısları süper iletken yapmak için, sıvı helyum kullanılarak eksi 456.3 Fahrenheit (eksi 271.3 santigrat derece), dış alandan daha soğuk bir sıcaklıkta soğutulurlar.
LHC, 2009'dan 2012'ye kadar süren ilk operasyon sezonunda, 8 TeV'a kadar olan enerjilerde çarpışmalar üretebildi. Varlık bilimcileri uzun teorileşmiş olan Higgs benzeri bir parçacığın keşfi, neredeyse tüm deneysel parçacık fiziğini başarıyla açıklayan Teoriyi Standart Modele onayladı. Fakat bu modelin ötesine bakmak ve yeni fizik keşfetmek için daha yüksek enerjili çarpışmalara ihtiyaç vardır.
İki yıllık kapatma sırasında, LHC önemli bir bakım ve güncelleme sürecine girdi, CERN'in hızlandırıcı ve teknoloji direktörü Frederick Bordry, basın toplantısında söyledi. Bunlar arasında mıknatıslar arasındaki bağlantıyı güçlendirmek, mıknatısların süper iletken bir bozulmasına (veya söndürülmesine) karşı korumayı geliştirmek, radyasyondan korunma ve soğutma sistemlerini geliştirmek ve daha fazla çarpışma sağlamak için çarpışmaya enjekte edilen protonların "demet" sayısını ikiye katlamak dahil, Bordry dedi.
Haftasonları boyunca teknisyenler, parçacık ışınlarını LHC'ye enjekte etmek için ilk testi yaptılar. Çarpıştırıcı iki hafta içinde çalışmaya başlayacak, ancak LHC'nin fizik için ilk çarpışmaları gerçekleştirmesinden yaklaşık iki ay geçecek, diyor CERN'in genel müdürü Ralph Heuer. [Tuhaf Fizik: Doğada Havalı Küçük Parçacıklar]
Bu arada, araştırmacılar yeni fizik aramak için sabırsızlanıyorlar.
Başlıca odak noktalarından biri Higgs bozonu olacak. Örneğin, bilim adamları, parçacığın beklenmedik şekillerde çürümüp bozulmadığını ve diğer Higgs bozonlarının olup olmadığını görmek ister.
Heuer, “Sadece bir çocuğu olan ailelerde çocuk 10 çocuklu bir aileden tamamen farklı davranıyor” dedi. Higuer birçok kişi olduğu ortaya çıkarsa, Standart Modelden farklı özelliklere sahip olacak ve "nereye gideceğimiz hakkında bir ipucumuz olacak" diye ekledi.
Yükseltilmiş LHC'nin bir başka alanı, henüz doğrudan tespit edilmemiş olan karanlık maddedir. CMS sözcüsü Tiziano Camporesi, Higgs'in kanıtını bulduğu diğer deney olan CMS'nin odaklarından biri olacak. Einstein'ın ünlü denklemi E = mc ^ 2, kütlenin enerjiye eşdeğer olduğunu belirtir. Camporesi, "Yani, yeni bir madde durumu üretmek istiyorsak, onu üretecek enerjiye sahip olmalıyız," dedi.
Higgs ve karanlık maddeye ek olarak, LHC, bilim adamlarına Big Bang'den hemen sonra ortaya çıkan koşullara bir göz atabilir. ALICE sözcüsü Johannes Wessels'ın bugün söylediği gibi, bir başka LHC deneyi olan ALICE, artık eskisinden daha "daha sıcak, hatta daha uzun ömürlü ve hatta daha şiddetli" olan koşulları inceleyebilecek.
Haber konferansı boyunca bilim insanları “doğa bizim içinse,” ifadesini tekrarladılar. Fakat araştırmacılar bir şey bulamazsa ne olur?
Araştırmacılar, LHC'nin yeni parçacıklar bulamamasına rağmen, ölçümlerinin kesinliğini artıracak verileri biriktirebileceğini söyledi.
Heuer, "Doğrudan bir şey bulamazsak, dolaylı olarak bir şey bulabiliriz," dedi.
Tanya Lewis'i takip edin heyecan. Bizi takip et @wordssidekick, Facebook & Google+. Canlı Bilim ile ilgili orijinal makale.